(57)【要約】      （修正有）【課題】グレートーンマスクを使用するプロセスに有利な技術を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、第１方向に沿った第１グレートーンパターンおよびそれと直交する第２方向に沿った第２グレートーンパターンを含むマスクＭを位置決めするマスク位置決め機構２と、基板Ｓを位置決めする基板位置決め機構４と、前記パターンの像を前記基板に形成する投影光学系３と、前記第１及び第２グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第１及びだ２レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第１及び第２デフォーカス特性とに基づいて、前記第１及び第２レジストパターンの厚さの差が許容範囲に収まるデフォーカス量を決定し、該デフォーカス量で前記基板に前記パターンの像が形成されるように前記基板の露光処理を制御する制御部５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿った第１グレートーンパターンおよび前記第１方向に直交する第２方向に沿った第２グレートーンパターンを含むパターンを有するマスクを位置決めするマスク位置決め機構と、基板を位置決めする基板位置決め機構と、前記パターンの像を前記基板に形成する投影光学系とを有する露光装置であって、
前記第１グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第１レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第１デフォーカス特性と、前記第２グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第２レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第２デフォーカス特性とに基づいて、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が許容範囲に収まるデフォーカス量を決定し、該デフォーカス量で前記基板に前記パターンの像が形成されるように前記基板の露光処理を制御する制御部を備える、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が低減されるように前記投影光学系の非点収差を調整する光学系制御部を更に備え、
前記制御部は、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が低減されるように前記投影光学系の非点収差が調整された状態で、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が前記許容範囲に収まるデフォーカス量を決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、決定したデフォーカス量が得られるように前記マスクの位置、前記投影光学系の像面および前記基板の位置の少なくとも１つを制御する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
第１方向に沿った第１グレートーンパターンおよび前記第１方向に直交する第２方向に沿った第２グレートーンパターンを含むパターンを有するマスクを位置決めするマスク位置決め機構と、基板を位置決めする基板位置決め機構と、前記パターンの像を前記基板に形成する投影光学系とを有する露光装置によって前記基板を露光する露光方法であって、
前記第１グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第１レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第１デフォーカス特性と、前記第２グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第２レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第２デフォーカス特性とに基づいて、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が許容範囲に収まるデフォーカス量を決定し、該デフォーカス量で前記基板に前記パターンの像が形成されるように前記基板の露光処理を制御する制御工程を含む、
ことを特徴とする露光方法。
【請求項５】
前記制御工程では、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が低減されるように前記投影光学系の非点収差が調整された状態で、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が前記許容範囲に収まるデフォーカス量を決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記制御工程では、決定したデフォーカス量が得られるように前記マスクの位置、前記投影光学系の像面および前記基板の位置の少なくとも１つを制御する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の露光方法。
【請求項７】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の露光方法にしたがって基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示デバイス等のデバイスの製造において、フォトリソグラフィ技術が使用されうる。液晶表示デバイスの製造プロセスとして、従来は５枚または６枚のマスクを使用するプロセスが採用されていたが、近年では、工程数の削減および製造コストの削減のために、４枚のマスクを使用したプロセスが採用されている。４枚のマスクを使用するプロセスについては、特許文献１および非特許文献１に開示されている。
【０００３】
４枚のマスクを使用するプロセスでは、グレートーンマスクが使用されうる。グレートーンマスクとは、遮蔽部および透過部の他に、それらとは異なる透過率のパターンや、露光装置の解像限界線幅より細いパターンが配置されたマスクである。グレートーンマスクを使用することにより、パターンを基板上のレジストに転写した際のレジスト残存量をコントロールすることができる。
【０００４】
グレートーンマスクを使用する場合、デバイスの性能がグレートーンパターンのレジスト残存量に依存するので、プロセス管理のパラメータの１つとしてグレートーンパターンのレジスト残存量が定義されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１１９５８号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】”A Novel Four-Mask-Count Process Architecture for TFT-LCDs”, SID2000 Digest of Technical Papers p1006〜1009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来は、露光装置の調整は、バイナリーマスクをレジストに転写して形成されるチャート像に着目して行われており、グレートーンパターンのレジスト残存量は考慮されていなかった。
【０００８】
本発明は、グレートーンマスクを使用するプロセスに有利な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面は、第１方向に沿った第１グレートーンパターンおよび前記第１方向に直交する第２方向に沿った第２グレートーンパターンを含むパターンを有するマスクを位置決めするマスク位置決め機構と、基板を位置決めする基板位置決め機構と、前記パターンの像を前記基板に形成する投影光学系とを有する露光装置に係り、前記露光装置は、前記第１グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第１レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第１デフォーカス特性と、前記第２グレートーンパターンによって露光および現像を通して形成される第２レジストパターンの厚さと当該露光におけるデフォーカス量との関係である第２デフォーカス特性とに基づいて、前記第１レジストパターンの厚さと前記第２レジストパターンの厚さとの差が許容範囲に収まるデフォーカス量を決定し、該デフォーカス量で前記基板に前記パターンの像が形成されるように前記基板の露光処理を制御する制御部を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、グレートーンマスクを使用するプロセスに有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態の露光装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態の露光方法を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態の露光装置の概略構成を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態の露光方法を示す図。
【図５】マスクの平面度の計測を説明する図。
【図６】マスクの平面度の調整を説明する図。
【図７】投影光学系の結像特性の調整を説明する図。
【図８】基板ステージまたは基板の平面度の計測を説明する図。
【図９】基板ステージの傾き制御を説明する図。
【図１０】デフォーカス量とレジスト残存量との関係であるデフォーカス特性およびデフォーカス量とレジスト残存量との関係である露光量特性を例示する図。
【図１１】レジスト残存量差を許容範囲内にする原理を説明する図。
【図１２】照度ムラの調整を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
なお、この明細書および添付図面では、投影光学系の射出面（出口）における投影光学系の光軸をＺ軸、基板の走査方向をＹ軸方向とするようにＸＹＺ座標系を定義する。
【００１３】
図１を参照しながら本発明の第１実施形態の露光装置ＥＸの構成を説明する。露光装置ＥＸは、照明光学系１、マスク位置決め機構２、投影光学系３、基板位置決め機構４、制御部５を備える。マスク位置決め機構２は、マスクＭを保持するマスクチャックを有するマスクステージを位置決めすることによってマスクＭを位置決めする。基板位置決め機構４は、レジストが塗布された基板Ｓを保持する基板チャックを有する基板ステージを位置決めすることによって基板Ｓを位置決めする。照明光学系１は、不図示の光源からの光を使ってマスクＭを照明する。投影光学系３は、照明光学系１によって照明されたマスクＭの像を基板Ｓに形成し、これによって基板Ｓを露光する。マスクＭは、グレートーンマスクである。マスクＭは、第１方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿った第１グレートーンパターンおよび該第１方向に直交する第２方向（例えば、Ｙ軸方向）に沿った第２グレートーンパターンを含むパターンを有する。
【００１４】
露光装置ＥＸは、照明光学系１に関して、光量制御系１ａおよび照度ムラ制御系１ｂを備えている。露光装置ＥＸはまた、マスク位置決め機構２に関して、マスク平面度計測系２ａ、像面計測用基準マスク２ｂ、マスクベンド圧制御系２ｃ（図６参照）を備えている。露光装置ＥＸはまた、投影光学系３に関して、光学系制御部３ａを備えている。露光装置ＥＸはまた、基板位置決め機構４に関して、基板平面度計測系４ａ、照度ムラ計測系４ｂ、像面計測センサ系４ｃ、基板ステージ姿勢制御系４ｄを備えている。上記の装備（１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）によって、露光装置ＥＸの状態の計測および調整を行うことができる。
【００１５】
以下、露光装置の状態の計測および調整について説明をする。基板の露光量（つまり、基板に照射される光の量）の計測および制御は、光量制御系１ａによって行われる。光量制御系１ａは、照明光学系１における基板Ｓと共役な位置に配置されたセンサに入射する光の量を計測し、その計測の結果に基づいて光源の出力を制御する。光量制御系１ａのセンサによる計測結果と照度ムラ計測系４ｂによる基板Ｓに到達する光の量の計測値との相関係数が定期的に求められる。この相関係数を用いることにより、光量制御系１ａのセンサによる計測結果から基板Ｓに到達する光の量を基板Ｓの露光中に監視することができる。これにより、基板の露光量を制御することができる。
【００１６】
基板Ｓに到達する光による走査方向に直交する方向における照度分布のムラ（以下、照度ムラ）の制御は、照度ムラ計測系４ｂおよび照度ムラ制御系１ｂによって行われる。照度ムラ計測系４ｂは、基板Ｓ上で走査方向に直交する方向に沿って光量を検出し、これにより照度ムラを計測する。照度ムラ制御系１ｂは、照明光学系１における基板Ｓと共役な位置において、露光光の走査方向における照射幅を走査方向に直交する方向毎に調整することにより、基板上の照度ムラを調整する。
【００１７】
マスクＭの平面度の計測は、マスク平面度計測系２ａによって行われる。マスク平面度計測系２ａは、図５に模式的に示されるように、例えば、投影光学系３の側に配置された計測光源５１およびセンサ５２を含みうる。マスク平面度計測系２ａは、例えば、干渉を利用してマスクＭの平面度を計測するように構成されうる。マスクＭの平面度の計測を投影光学系３の側から斜入射で行うことで、マスクＭの平面度を基板Ｓの露光中にリアルタイムで行うことができる。
【００１８】
マスクＭの平面度の調整は、マスクベンド圧制御系２ｃによって行われる。マスクベンド圧制御系２ｃは、図６に模式的に示すように、マスクＭとマスクＭの上に配置されたマスクベンド板６１との間の空間の圧力を制御することによってマスクＭをマスクＭの走査方向と直交する方向に沿って歪ませる。これによってマスクＭの平面度を調整することができる。
【００１９】
投影光学系３の像面の計測は、像面計測用基準マスク２ｂおよび像面計測センサ系４ｃによって行うことができる。像面計測用基準マスク２ｂは、計測のためのパターンが配置されたマスクである。像面計測センサ系４ｃは、像面計測用基準マスク２ｂのパターンと同じ形状のパターンが形成されたプレートと、該プレートを透過した光の量を計測するセンサとを有する。像面計測用基準マスク２ｂが光路中に挿入され、投影光学系３を通して像面計測センサ系４ｃに入射する光の量が、像面計測センサ系４ｃを投影光学系３の光軸方向に駆動しながら計測される。像面計測センサ系４ｃによって検出される光量がピークを示す像面計測センサ系４ｃの位置は結像位置であり、この状態で、投影光学系３の像面の位置と前記プレートの位置とが一致している。
【００２０】
投影光学系３の像面と基板Ｓの表面とのずれであるデフォーカス量の制御は、基板位置決め機構４による基板Ｓの位置の調整のほか、光学系制御部３ａによって行われうる。光学系制御部３ａは、図７に模式的に示すように、投影光学系３の光学素子の位置および姿勢の少なくとも一方を制御する。光学素子の位置および姿勢の少なくとも一方の制御により投影光学系３の結像特性が変化するので、光学系制御部３ａによって投影光学系３の結像特性を制御することができる。
【００２１】
基板ステージの平面度または該基板ステージによって保持された基板Ｓの平面度の計測は、基板平面度計測系４ａによって行われる。基板平面度計測系４ａは、図８に模式的に示すように、例えば、投影光学系３の側に配置された計測光源８１およびセンサ８２を含みうる。基板平面度計測系４ａは、例えば、干渉を利用して基板ステージまたはそれによって保持された基板Ｓの平面度を計測するように構成される。この計測を投影光学系３の側から斜入射で行うことで、基板ステージの平面度または該基板ステージによって保持された基板Ｓの平面度を基板Ｓの露光中にリアルタイムで行うことができる。以上のような各種の計測および調整は制御部５によって制御され、計測結果は制御部５によって記録されうる。
【００２２】
次に、グレートーンマスクを使ってなされる露光と、その後の現像の後におけるレジスト残存量と露光装置ＥＸの状態との関係について説明する。レジスト残存量は、デフォーカス量と基板Ｓの露光量とに依存する。
【００２３】
まず、デフォーカス量とレジスト残存量との関係について説明する。デフォーカス量とは、投影光学系３の像面(結像位置）と基板Ｓの表面とのずれ量である。レジスト残存量とは、グレートマスクを使って露光されたレジストを現像したときに残るレジストの厚さである。デフォーカス量とレジスト残存量との関係は、典型的には、図１０（ａ）に例示されるように、二次関数に従いうる。当該二次関数の極小値は、投影光学系３の結像位置（デフォーカス量＝０）に基板Ｓの表面が位置するときに得られ、基板Ｓの表面が結像位置から離れるに従って（即ち、デフォーカス量が大きくなるに従って）、レジスト残存量が増大する。２次曲線の係数は、グレートーンマスクにおけるグレートーンパターンの線幅やレジスト材料に依存する。そこで、グレートーンパターンの線幅およびレジスト材料毎にレジスト残存量のデフォーカス特性を取得する必要がある。
【００２４】
次に、基板の露光量とレジスト残存量との関係について説明する。基板の露光量とレジスト残存量との関係は、典型的には、図１０（ｂ）に例示されるように、一次関数に従いうる。その一次関数の傾きはレジスト材料に依存し、切片はグレートーンパターンの透過率に依存する。そこで、レジスト材料およびグレートーンパターンの透過率毎にレジスト残存量の露光量特性を取得する必要がある。
【００２５】
図２を参照しながら本発明の第１実施形態の露光方法を説明する。ステップＳ１では、制御部５は、露光装置ＥＸの状態を示す情報を取得する。露光装置ＥＸの状態は、前述の計測によって取得することができ、該状態は、マスクＭの平面度、基板ステージの平面度、照度ムラを含みうる。ここで、照度ムラ、マスクＭの平面度、基板ステージの平面度などのように長期間にわたって安定している項目については、定期メンテナンス時の計測結果を利用することができる。一方、デフォーカス特性、基板ステージまたは基板の平面度といった短期間に変動しうる項目については、短い周期、例えば、ロット単位、所定の処理枚数単位などで計測を実施することが望ましい。
【００２６】
次に、ステップＳ２では、テスト基板を露光し、この露光の際に、基板平面度計測系４ａによりテスト基板の平面度を計測し、その結果を制御部５に記録する。次に、ステップＳ３では、テスト基板を露光装置ＥＸから搬出し現像装置により現像する。これにより、テスト基板上には、グレートーンマスクのグレートーンパターンに対応するパターンが形成される。次に、ステップＳ４では、ステップＳ３でテスト基板に形成されたパターンのレジスト残存量を不図示のレジスト残存量計測器によって計測し、制御部５は、その計測の結果を取得する。次に、ステップＳ５では、制御部５は、不図示の操作部または外部機器から提供される目標レジスト残存量を取得する。
【００２７】
次に、ステップＳ６では、制御部５は、予め準備されたデフォーカス特性および露光量特性に基づいて、テスト基板の全域においてレジスト残存量をステップＳ５で取得した目標レジスト残存量にするために必要な露光装置ＥＸの調整量を決定する。
【００２８】
ステップＳ７では、制御部５は、テスト基板の平面度がレジスト残存量に与える影響量をテスト基板の全域について計算し、該影響量に相当する調整量をステップＳ６で決定した調整から減じる。これにより、テスト基板の平面度に依存しない調整が可能となる。
【００２９】
次に、ステップＳ８では、制御部５は、テスト基板の全域についてのレジスト残存量を露光装置ＥＸの走査方向に関して平均化し、走査方向の平均成分を求める。また、制御部５は、基板の全域についてのレジスト残存量から該走査方向成分を差し引いた基板全域成分を求める。つまり、制御部５は、テスト基板の全域についてのレジスト残存量を走査方向成分と基板全域成分とに分離する。
【００３０】
次に、ステップＳ９では、ステップＳ８で求めた走査方向成分からパターンの方向に依存した成分を抽出し、当該パターンの方向に依存した成分の調整量を決定する。以下、これについて具体例を通して説明する。投影光学系３が非点収差を有すると、図１１（ａ）に例示されるように、Ｈ線におけるレジスト残存量のデフォーカス特性（第１デフォーカス特性）とＶ線におけるレジスト残存量のデフォーカス特性（第２デフォーカス特性）との間に差が生じる。ここで、Ｈ線およびＶ線は、基板上において互いに直交する方向に沿ったレジストパターンである。例えば、Ｈ線をＸ軸方向に沿ったレジストパターン（第１レジストパターン）とすれば、Ｖ線は、Ｙ軸方向（走査方向）に沿ったレジストパターン（第２レジストパターン）である。Ｈ線をＹ軸方向（走査方向）に沿ったレジストパターンとすれば、Ｖ線は、Ｘ軸方向に沿ったレジストパターンである。互いに異なる方向に沿ったレジストパターンにおけるレジスト残存量差（以下、単にレジスト残存量差という。）もデバイス性能に影響を及ぼすので、レジスト残存量差を低減する調整を行う必要がある。
【００３１】
図７を参照しながら投影光学系３の非点収差を調整する方法を説明する。投影光学系３は、図７（ａ）に例示されるように、台形鏡３２、凹面鏡３３、凸面鏡３４を含む。投影光学系３の全体をＹ軸方向に沿って移動させることによって非点収差が発生し、基板３５上の結像位置がパターンの方向に依存して変化する。このようにして投影光学系３の非点収差を調整すると、Ｈ線およびＶ線におけるレジスト残存量は、図１１（ｂ）に例示するように変化しうる。
【００３２】
ステップＳ９では、上記の例のように投影光学系３の非点収差の調整を行うべく、光学系制御部３ａによる光学部品の調整量を計算する。投影光学系３の非点収差に起因して生じる上記のようなレジスト残存量差は、図１１（ｃ）に例示されるように、デフォーカス量を調整することによっても低減することができる。即ち、Ｈ線のデフォーカス特性におけるレジスト残存量とＶ線のデフォーカス特性におけるレジスト残存量との差が許容範囲に収まるように（好ましくは、両者の差が０になるように）デフォーカス量を決定することによってレジスト残存量差を低減することができる。そこで、制御部５は、レジスト残存量差が低減されるようにデフォーカス量を決定する。デフォーカス量の調整は、投影光学系３の結像位置、基板Ｓの位置およびマスクＭの位置の少なくとも１つを調整することによって行うことができる。ここで、投影光学系３の非点収差を調整しなくてもデフォーカス量を調整することによってレジスト残存量差を許容範囲内にすることができる場合には、投影光学系３の非点収差の調整は不要である。デフォーカス量の調整によって生じうる目標レジスト残存量からのずれは、図１０（ｂ）に例示される露光量特性に基づいて補正することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ１０では、制御部５は、前述の走査方向成分を多項式近似し、次数毎に走査方向成分を分離する。分離された次数成分のうち１次成分については、投影光学系３の結像特性を調整することによって低減することができる。これについて図７を参照して説明する。図７（ｂ）では、台形鏡３２がＹ軸の−方向に動かされている。このとき、結像位置は、Ｚ軸の＋方向に変化する。台形鏡３２をＹ軸の周りで回転させると、投影光学系３の結像面は、Ｙ軸の周りで回転する。これを利用して、分離された次数成分のうち１次成分を低減することができる。
【００３４】
分離された次数成分のうち２次成分については、マスクＭを変形させることによって低減することができる。これについて図６を参照して説明する。マスクＭの形状は、マスクＭとマスクベンド板６１との間の空間の圧力であるマスクベンド圧を制御することによってなされる。図６（ａ）には、マスクベンド圧の調整前のマスクＭの形状が模式的に示されている。図６（ｂ）には、マスクベンド圧の調整後のマスクＭの形状が模式的に示されている。マスクベンド圧の調整前は、マスクＭは、重力により２次形状にたわむ。この状態からマスクベンド圧を下げてゆくと、徐々にマスクＭのたわみが小さくなってゆき、最終的には図６（ｂ）に例示するように、マスクＭが平らになる。このようなマスクＭの変形を利用して、走査方向残差成分の２次成分を補正することができる。
【００３５】
分離された次数成分のうち３次以上の成分については、照度ムラを変化させることによって低減することができる。これについて図１２を参照して説明する。図１２（ａ）には、照度ムラ制御系１ｂに組み込まれる照度ムラ調整機構１２２が模式的に示されている。照度ムラの調整は、照明光学系１内の基板Ｓと共約な位置に配置された照度ムラ調整機構１２２によってマスクＭの照明慮行を変形させることによってなされうる。照度ムラ調整機構１２２は、独立して位置決め可能な複数の遮光部材を有し、該複数の遮光部材の位置を制御することによって照度ムラを調整することができる。
【００３６】
次に、ステップＳ１１では、制御部５は、基板全域成分に基づいて、露光ショット毎に、グレートーンパターンによって形成されるパターンにおけるレジスト残存量が許容範囲内になるように基板位置決め機構４の調整量（基板ステージの傾け量）を決定する。これについて図９を参照して説明する。図９には、基板位置決め機構４の基板ステージＳＳが模式的に示されている。基板位置決め機構４は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれに沿った方向に基板ステージＳＳを駆動することができるほか、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれの周りで基板ステージＳＳを回転（ω，θ）させることができる。この機構を用いて、露光ショット毎に基板ステージＳＳの傾きを制御し、レジスト残膜量を調整することができる。
【００３７】
次に、ステップＳ１２では、制御部５は、ステップＳ９、Ｓ１０で計算した調整量に従って調整を行う。なお、ステップＳ１１で計算した調整量に従う調整は、露光ショットの露光ごとに実施される。
【００３８】
次に、ステップＳ１３では、制御部５は、露光ショット毎に露光量を調整するために、光量制御系１ａの制御量を調整する。これにより、マスクＭを照明する光の光量が調整される。もしくは、制御部５は、マスク位置決め機構２によるマスクＭの走査速度および基板位置決め機構４による基板Ｓの走査速度を調整する。次に、ステップＳ１４では、制御部５は、決定したデフォーカス量等の条件の下で基板Ｓの露光処理を実行する。
【００３９】
以上のように、第１実施形態によればグレートーンマスクを用いたプロセスにおいて、互いに異なる方向に沿ったパターンの間におけるレジスト残存量の差であるレジスト残量差を許容範囲内に収めることができる。
【００４０】
以下、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態の説明において言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。図３は、本発明の第２実施形態の概略構成を示す図である。第２実施形態の露光装置ＥＸは、第１実施形態の露光装置ＥＸにおける像面計測センサ系４ｃを２次元光量センサ（イメージセンサ）４ｅで置き換えた構成を有する。２次元光量センサ４ｅを採用することにより、マスクＭのグレートーンパターンによって投影光学系３の像面またはその近傍に形成されるパターン像における光強度分布を計測することができる。この光強度分布とレジスト残存量との相関性を予め計測等を通して取得しておくことにより、テスト基板を露光することなく、グレートーンパターンによって形成されるレジストパターンにおけるレジスト残存量を取得することができる。
【００４１】
図４には、本発明の第２実施形態の露光方法が示されている。第２実施形態の露光方法は、第１実施形態におけるステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１１がなく、代わりにステップＳ２２、Ｓ３１を有する。ステップＳ２２では、制御部５は、複数のデフォーカス量のそれぞれについて、マスクＭのグレートーンパターンによって形成されるパターン像の光強度分布を光量センサ４ｅによって計測する。これによりデフォーカス特性が得られる。これを露光領域（露光光が入射する領域）内の複数の点で実施することにより、走査方向成分のレジスト残存量が分かる。
【００４２】
ステップＳ３１では、基板ステージ４の平面度とデフォーカス特性とに基づいて基板Ｓの基板全域成分から露光ショット毎に基板ステージＳＳの傾け量を計算する。
【００４３】
以下、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して、又は、前述の露光方法にしたがって、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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